JPH11182644A

JPH11182644A - トロイダル型無段変速機

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Publication number: JPH11182644A
Application number: JP35445997A
Authority: JP
Inventors: Takashi Imanishi; 尚今西; Nobuo Goto; 伸夫後藤; Hiroshi Kato; 寛加藤; Makoto Fujinami; 誠藤波
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-06
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JP3733724B2

Abstract

(57)【要約】【課題】伝達可能なトルクの増大と、ボール３０の転
動面、並びに内周面側、外周面側各ボールスプライン溝
２８ａ、２９ａの内面の転がり疲れ寿命の向上とを図
る。【解決手段】入力軸を構成する後半部１５ｂと入力側
ディスク２とを、ボールスプライン１６ａにより係合さ
せる。このボールスプライン１６ａを構成する内周面
側、外周面側各ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの断
面形状を、ゴシックアーチ形とする。そして、これら各
ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの溝底部３６ａを構
成する溝底部円弧面３７の曲率半径Ｒ₃₇を、上記ボール
３０の外径の１５％以上とする。又、外周面側面取り３
２ａ、３２ａを小さくして、上記外周面側ボールスプラ
イン溝２９ａの有効研削面を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るトロイダル型
無段変速機は、例えば自動車用変速機として利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機として、図２〜３に略示
する様な、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究
されている。このトロイダル型無段変速機は、図示しな
い変速機ケースの内側に回転自在に支承された入力軸１
と同心に、入力側ディスク２を支持し、同じく変速機ケ
ースに対し回転自在に支承された出力軸３の端部に、出
力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速
機を納めた上記変速機ケースの内面、或はこの変速機ケ
ース内に設けられた支持ブラケットには、上記入力軸１
並びに出力軸３に対して捻れの位置にある枢軸を中心に
揺動するトラニオン５、５を設けている。

【０００３】これら各トラニオン５、５は、十分な剛性
を有する金属材により形成したもので、両端部外側面に
上記枢軸を、図２〜３の表裏方向に亙り互いに同心に設
けている。又、上記各トラニオン５、５の中心部に設け
た変位軸６、６の周囲には、それぞれパワーローラ７、
７を回転自在に支持している。そして、これら各パワー
ローラ７、７を、上記入力側、出力側両ディスク２、４
同士の間に挟持している。これら入力側、出力側両ディ
スク２、４の軸方向片側面で互いに対向する面には、そ
れぞれ断面が上記枢軸上の点を中心とする断面円弧形の
入力側凹面２ａ、出力側凹面４ａを形成している。そし
て、回転円弧面状の凸面に形成した各パワーローラ７、
７の周面７ａ、７ａを、上記入力側凹面２ａ及び出力側
凹面４ａに当接させている。

【０００４】又、上記入力軸１と入力側ディスク２との
間には、ローディングカム式の加圧装置８を設け、この
加圧装置８によって、上記入力側ディスク２を出力側デ
ィスク４に向け押圧している。この加圧装置８は、入力
軸１と共に回転するカム板９と、保持器１０により回転
自在に保持した複数個（例えば４個）のローラ１１、１
１とから構成している。上記カム板９の片側面（図２〜
３の右側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面
１２を形成すると共に、上記入力側ディスク２の外側面
（図２〜３の左側面）にも、同様のカム面１３を形成し
ている。そして、上記複数個のローラ１１、１１を、上
記入力軸１の中心に対し放射方向の軸を中心に、回転自
在としている。尚、上記入力側ディスク２は、入力軸１
に対し軸方向に亙る若干の摺動可能、且つ回転方向への
回転自在に支持している。

【０００５】上記入力軸１の回転に伴ってカム板９が回
転し、入力側ディスク２に対し回転位相差を生ずると、
上記複数個のローラ１１、１１が上記両カム面１２、１
３に乗り上げて、上記カム板９と入力側ディスク２とを
互いに遠ざける。このカム板９は、変速機ケースに対し
て軸受により支承された入力軸１に、軸方向への移動不
能に支持されている為、入力側ディスク２はパワーロー
ラ７、７に向けて押され、これら各パワーローラ７、７
は出力側ディスク４に向けて押される。一方、出力側デ
ィスク４は、前記変速機ケースに対して出力軸３と共に
回転のみ自在に支承されて軸方向に移動できない。この
為、パワーローラ７、７は入力側ディスク２と出力側デ
ィスク４との間で強く挟持される。この為、パワーロー
ラ７、７の周面７ａ、７ａと入力側、出力側両凹面２
ａ、４ａとの当接圧が十分に高くなり、入力側ディスク
２の回転がほぼ滑らずに上記各パワーローラ７、７を介
して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク
４を固定した出力軸３が回転する。

【０００６】上記入力軸１と出力軸３との回転速度比を
変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を
行なう場合には、図２に示す様に、前記枢軸を中心とし
て各トラニオン５、５を所定方向に揺動させ、上記各パ
ワーローラ７、７の周面７ａ、７ａを、入力側凹面２ａ
の中心寄り部分と出力側凹面４ａの外周寄り部分とに、
それぞれ当接する様に、前記各変位軸６、６を傾斜させ
る。反対に、増速を行なう場合には、上記トラニオン
５、５を図３に示す様に、上記所定方向とは逆方向に揺
動させ、上記各パワーローラ７、７の周面７ａ、７ａ
を、上記入力側凹面２ａの外周寄り部分と出力側凹面４
ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各
変位軸６、６を傾斜させる。各変位軸６、６の傾斜角度
を、図２と図３との中間にすれば、上記入力軸１と出力
軸３との間で、中間の変速比を得られる。

【０００７】トロイダル型無段変速機の基本的な構造及
び作用は、上述の通りである。ところで、この様なトロ
イダル型無段変速機を、出力の大きなエンジンを持った
自動車用変速機として利用する場合には、伝達可能な動
力を確保すべく、前記入力側ディスク２及び出力側ディ
スク４を２個ずつ設ける事が考えられている。この様
な、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機
では、上記２個ずつの入力側ディスク２及び出力側ディ
スク４を、動力の伝達方向に対し互いに並列に配置す
る。図４は、この様な目的で考えられたダブルキャビテ
ィ型のトロイダル型無段変速機の１例を示している。

【０００８】この図４に示した従来構造に於いては、ハ
ウジング１４の内側に回転軸である入力軸１５を、回転
のみ自在に支持している。この入力軸１５は、クラッチ
の出力軸等に結合される前半部１５ａと、この前半部１
５ａに対し若干の回転を自在とされた後半部１５ｂとか
ら成る。そしてこのうちの後半部１５ｂの軸方向両端部
に１対の入力側ディスク２、２を、それぞれの入力側凹
面２ａ、２ａ同士を互いに対向させた状態で、ボールス
プライン１６、１６を介して支持している。又、上記各
入力側ディスク２、２の背面（上記入力側凹面２ａ、２
ａと軸方向反対側の面）中央部には凹部１７、１７を形
成している。そして、これら各凹部１７、１７の奥面
と、ローディングナット１８或は上記後半部１５ｂの外
周面に形成した係止段部１９との間に皿板ばね２０、２
０を設けている。これら各皿板ばね２０、２０によって
上記各入力側ディスク２、２には、次述する出力側ディ
スク４、４に向かう予圧を付与している。

【０００９】上記後半部１５ｂの中間部周囲には１対の
出力側ディスク４、４を、それぞれの出力側凹面４ａ、
４ａと上記各入力側凹面２ａ、２ａとを対向させた状態
で、この後半部１５ｂに対する回転を自在として支持し
ている。又、複数のトラニオン５、５に変位軸６、６を
介して回転自在に支持した複数のパワーローラ７、７
（図２〜３参照）を、上記各入力側、出力側両凹面２
ａ、４ａの間に挟持している。又、上記ハウジング１４
の内側で上記１対の出力側ディスク４、４の間部分に
は、隔壁２１を設けている。そして、この隔壁２１に設
けた通孔２２の内側部分に、それぞれがアンギュラ型玉
軸受である１対の転がり軸受２３、２３によって、円管
状のスリーブ２４を支持している。上記１対の出力側デ
ィスク４、４は、このスリーブ２４の両端部にスプライ
ン係合させて、このスリーブ２４と共に回転自在として
いる。又、このスリーブ２４の中間部で上記隔壁２１の
内側部分には、出力歯車２５を固設している。一方、上
記ハウジング１４の内側には、上記入力軸１５と平行に
出力軸２６を、回転自在に支持している。そして、この
出力軸２６の一端（図４の左端）に固定した歯車２７と
上記出力歯車２５とを噛合させて、上記１対の出力側デ
ィスク４、４の回転を取り出し自在としている。更に、
前記前半部１５ａと一方（図４の左方）の入力側ディス
ク２との間には、ローディングカム式の加圧装置８を設
け、前記入力軸１５の回転に伴ってこの一方の入力側デ
ィスク２を、この一方の入力側ディスク２が対向する出
力側ディスク４に向け、軸方向に押圧しつつ回転駆動自
在としている。

【００１０】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の場合には、上記入力軸１５の回転に伴って１対の入
力側ディスク２、２が同時に回転し、この回転が１対の
出力側ディスク４、４に同時に伝達され、更にこの回転
が上記出力軸２６に伝達されて取り出される。この際、
回転力の伝達が互いに並列な２系統に分けて行なわれる
ので、大きな動力（トルク）を伝達自在となる。

【００１１】上記入力軸１５から出力軸２６への動力の
伝達時には、上記押圧装置８が発生する大きなスラスト
荷重に基づき、上記各入力側、出力側ディスク２、４並
びにこれら両ディスク２、４同士の間に挟持されたパワ
ーローラ７、７（図２〜３参照）が弾性変形する。この
弾性変形は、上記各入力側ディスク２、２が上記入力軸
１５を構成する後半部１５ｂに対し軸方向に変位する事
により吸収する。この後半部１５ｂに対し上記各入力側
ディスク２、２は、前記ボールスプライン１６、１６に
より軸方向に亙る変位自在に支持しているので、上記弾
性変形の吸収は円滑に行なわれる。又、上記各パワーロ
ーラ７、７は、これら各パワーローラ７、７を枢支して
いる、それぞれが偏心軸である変位軸６、６（図２〜３
参照）が各トラニオン５、５に設けた図示しない円孔を
中心に揺動する事により、やはり上記後半部１５ｂの軸
方向に変位して、上記弾性変形分を吸収する。尚、この
様な変位軸６、６の揺動変位に基づく弾性変形分の吸収
に就いては、従来から周知であり、本発明の特徴部分と
も関係しないので、詳しい図示並びに説明は省略し、次
に、本発明の特徴部分に関係するボールスプライン１６
部分の構造に就いて、図４に図５〜６を加えて説明す
る。

【００１２】上記ボールスプライン１６を構成する為、
上記各入力側ディスク２、２の内周面には内周面側ボー
ルスプライン溝２８、２８を、上記後半部１５ｂの外周
面両端寄り部分には外周面側ボールスプライン溝２９、
２９を、それぞれ軸方向に亙って形成している。それぞ
れが断面略半円弧形であるこれら各ボールスプライン溝
２８、２９同士の間には、それぞれ複数個ずつのボール
３０、３０を介在させて、上記各入力側ディスク２、２
と後半部１５ｂとを、回転力の伝達並びに軸方向に亙る
相対変位自在に組み合わせている。又、上記各内周面側
ボールスプライン溝２８、２８の円周方向両端開口縁部
には内周面側面取り３１、３１を、上記各外周面側ボー
ルスプライン溝２９、２９の円周方向両端開口縁部には
外周面側面取り３２、３２を、それぞれ形成している。
又、上記後半部１５ｂは円管状として、中心部に給油通
路３３を設け、この給油通路３３から直径方向外方に分
岐した各分岐給油通路３４、３４の下流端を、上記各外
周面側ボールスプライン溝２９、２９の溝底部に開口さ
せている。尚、上記各分岐給油通路３４、３４（図示の
例では、加圧装置８側の分岐給油通路３４）は、内径側
半部を小径とし、外径側半部を大径としている。この様
に構成する理由は、流量調整の為に内径を小さくする必
要がある反面、加工が難しい小径部分の長さを短くし
て、加工の容易化を図る為である。

【００１３】尚、上記各入力側ディスク２、２の内周面
で上記各内周面側ボールスプライン溝２８、２８から外
れた部分の内径Ｒ₂ と、上記後半部１５ｂの外周面で上
記各外周面側ボールスプライン溝２９、２９から外れた
部分の外径Ｄ_15b との関係は、これら各周面の加工公差
に拘らず、これら各周面同士の間に隙間（クリアラン
ス）を介在させるべく、上記内径Ｒ₂ を上記外径Ｄ_15b
よりも大きく（Ｒ₂ ＞Ｄ_15b ）している。従って、上記
後半部１５ｂに対する上記各入力側ディスク２、２の芯
出し（中心軸同士を一致させる作業）は、上記各ボール
スプライン溝２８、２９を基準に行なう必要がある。
又、上記各入力側ディスク２、２の入力側凹面２ａ、２
ａの加工は、上記各内周面側ボールスプライン溝２８、
２８を基準にして行なう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成し作用
する従来のトロイダル型無段変速機の場合には、次の
の理由により、耐久性を確保しつつ、後半部１５ｂ等
の回転軸と入力側ディスク２、２との間で伝達可能なト
ルクを大きくする事が難しかった。内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２
９の溝底部への応力集中を十分に緩和できず、大きなト
ルク伝達を行なうと、この溝底部から亀裂等の損傷を発
生する可能性がある。内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２
９の円周方向両側面と各ボール３０、３０の転動面との
当接部に於ける接触楕円を大きくできず、この当接部に
加わる面圧が大きくなる為、大きなトルク伝達を行なう
と、上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２
８、２９の円周方向両側面と上記各ボール３０、３０の
転動面との転がり疲れ寿命を確保する事が難しい。これ
らのそれぞれの理由に就いて、次に説明する。

【００１５】の様な問題が生じる理由回転方向に亙るボールスプライン１６の剛性及び負荷容
量を確保すべく、上記内周面側、外周面側各ボールスプ
ライン溝２８、２９の内面と上記各ボール３０、３０の
転動面との接触角を確保する為には、これら各ボールス
プライン溝２８、２９の断面形状を、図７に誇張して示
す様なゴシックアーチ状にする必要がある。即ち、上記
各ボールスプライン溝２８、２９を、上記転動面の曲率
半径よりも大きな曲率半径を有する側面部円弧面３５、
３５同士を溝底部３６で連続させた形状とする必要があ
る。一方、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記
ボール３０、３０から上記内周面側、外周面側各ボール
スプライン溝２８、２９の内面に加えられる押し付け力
に基づき、上記溝底部３６に引っ張り応力が加わる。更
に、内周面側ボールスプライン溝２８の場合には、パワ
ーローラから入力側ディスク２の円周方向一部に加わる
大きなスラスト荷重に基づき、この入力側ディスク２の
内周面が楕円形に変形する事に基づいて、上記引っ張り
応力がより大きくなる。上記溝底部３６の断面の曲率半
径が小さいと、繰り返し加えられるこの引っ張り応力に
基づいて、上記溝底部３６に亀裂等の損傷が発生する可
能性が生じる等、トロイダル型無段変速機の耐久性を確
保する上での障害となる。

【００１６】の様な問題が生じる理由内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の
円周方向両側面と各ボール３０、３０の転動面との当接
部に加わる面圧を低くし、上記内周面側、外周面側各ボ
ールスプライン溝２８、２９の円周方向両側面と上記各
ボール３０、３０の転動面との転がり疲れ寿命を確保す
る為には、上記当接部の接触楕円を大きくする事が好ま
しい。一方、この接触楕円を大きくする為には、上記内
周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の円
周方向両側面と上記各ボール３０、３０の転動面との対
向面積を広くする必要がある。より具体的には、上記内
周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の内
面のうちで、上記各ボール３０、３０の転動面が当接し
得る様に研削する有効研削面の、断面の周方向に亙る長
さを長くする必要がある。

【００１７】これに対して前述した従来構造の場合に
は、上記各内周面側ボールスプライン溝２８、２８の円
周方向両端開口縁部に形成する内周面側面取り３１、３
１の大きさと、上記各外周面側ボールスプライン溝２
９、２９の円周方向両端開口縁部に形成する外周面側面
取り３２、３２の大きさとを互いに同じにしていた。従
って、凸面である後半部１５ｂの外周面に形成した、外
周面側ボールスプライン溝２９の有効研削面の断面の周
方向に亙る長さＬ₂₉は、凹面である入力側ディスク２の
内周面に形成した、内周面側ボールスプライン溝２８の
有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ₂₈よりも小さく
（Ｌ₂₉＜Ｌ₂₈）なる。従って、上記接触楕円を上記外周
面側ボールスプライン溝２９の開口部にあまり近づける
事ができず、この外周面側ボールスプライン溝２９の内
面とボール３０の転動面との接触角を確保した場合に
は、上記接触楕円をあまり大きくできなくなる。本発明
のトロイダル型無段変速機は、伝達トルクの確保と耐久
性の向上との両立を阻害する、上述したの様な原因
の一方又は双方を解消する事を目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は何れも、前述した従来のトロイダル型無段変速
機と同様に、それぞれの軸方向片面を断面が円弧形の凹
面とし、この凹面同士を互いに対向させた状態で互いに
同心に、且つ互いに独立して回転自在に支持した少なく
とも１対のディスクと、これら両ディスクの回転中心に
対し捩れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニ
オンと、周面を回転円弧面状の凸面とし、このトラニオ
ンに支持された変位軸に回転自在に支持されて、上記両
ディスクの凹面同士の間に挟持されたパワーローラとを
備える。そして、上記１対のディスクのうちの一方のデ
ィスクを、回転軸の外周面にボールスプラインを介し
て、この回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持してい
る。

【００１９】特に、請求項１に記載したトロイダル型無
段変速機に於いては、上記ボールスプラインを構成する
為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面側ボ
ールスプライン溝及び上記回転軸の外周面に形成した外
周面側ボールスプライン溝は、それぞれ円周方向両内側
面を、上記ボールスプラインを構成するボールの転動面
の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する側面部円弧面
とし、溝底部を上記ボールの転動面の曲率半径よりも小
さな曲率半径を有する溝底部円弧面としたゴシックアー
チ状の断面形状を有する。そして、この溝底部円弧面の
曲率半径を、上記ボールの外径の０．１５倍以上として
いる。又、この溝底部は熱処理後に表面の熱処理異常層
を除去している。

【００２０】更に、請求項２に記載したトロイダル型無
段変速機に於いては、上記ボールスプラインを構成する
為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面側ボ
ールスプライン溝の円周方向両端開口縁部に内周面側面
取りを、上記回転軸の外周面に形成した外周面側ボール
スプライン溝の円周方向両端開口縁部に外周面側面取り
を、それぞれ形成しており、外周面側面取りを内周面側
面取りよりも小さくしている。

【００２１】

【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機によれば、伝達トルクの確保と耐久性の向上との
両立を図れる。先ず、請求項１に記載したトロイダル型
無段変速機の場合には、内周面側、外周面側各ボールス
プライン溝の溝底部の断面の曲率半径をボールの外径の
０．１５倍以上としている為、ボールから上記内周面
側、外周面側各ボールスプライン溝の内面に加えられる
押し付け力に基づき、上記溝底部に加わる引っ張り応力
に拘らず、この溝底部に亀裂等の損傷が発生しにくくな
る。しかも、この溝底部には、熱処理に伴う熱処理異常
層が存在しない為、この溝底部の損傷防止は、より有効
に図れる。又、請求項２に記載したトロイダル型無段変
速機の場合には、外周面側面取りを内周面側面取りより
も小さくした分、外周面側ボールスプライン溝の有効研
削面の断面の周方向に亙る長さを確保できる。この結
果、この外周面側ボールスプライン溝と上記ボールとの
接触角の確保と接触楕円の大きさの確保とを両立させ
て、この外周面側ボールスプライン溝の内面と上記ボー
ルの転動面との転がり疲れ寿命の確保を図れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、請求項１に記載した発明
と請求項２に記載した発明とを組み合わせて実施した状
態を示す、本発明の実施の形態の１例を示している。
尚、本発明の特徴は、入力軸１５の後半部１５ｂ等の回
転軸の外周面と入力側ディスク２の内周面との間に設け
るボールスプライン１６ａの構造を工夫する事により、
伝達トルクの確保と耐久性の向上との両立を図る点にあ
る。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造
と同様である。従って、重複する図示並びに説明は省略
若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説
明する。

【００２３】上記ボールスプライン１６ａを構成する
為、上記入力側ディスク２の内周面に内周面側ボールス
プライン溝２８ａを、上記後半部１５ｂの外周面に外周
面側ボールスプライン溝２９ａを、それぞれ形成してい
る。これら両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａは、そ
れぞれ円周方向両内側面を、上記ボールスプライン１６
ａを構成するボール３０の転動面の曲率半径（Ｄ／２）
よりも大きな曲率半径Ｒ_35a を有する側面部円弧面３５
ａ、３５ａとしている。これに対して、上記両ボールス
プライン溝２８ａ、２９ａの溝底部３６ａを、上記ボー
ル３０の転動面の曲率半径よりも小さな曲率半径Ｒ₃₇を
有する溝底部円弧面３７としている。従って、上記両ボ
ールスプライン溝２８ａ、２９ａは、それぞれゴシック
アーチ状の断面形状を有する。

【００２４】上記各側面部円弧面３５ａ、３５ａの断面
の曲率半径Ｒ_35a は、上記ボール３０の外径Ｄの５２〜
５７％｛Ｒ_35a ＝（０．５２〜０．５７）Ｄ｝としてい
る。又、上記各側面部円弧面３５ａ、３５ａの断面の曲
率半径の中心点は、これら各側面部円弧面３５ａ、３５
ａと上記ボール３０との接触角αが３０〜６０度の範囲
に納まる様に規制している。これに対して、上記溝底部
円弧面３７の曲率半径Ｒ₃₇は、上記ボール３０の外径Ｄ
の０．１５倍以上としている。但し、この溝底部円弧面
３７の曲率半径Ｒ₃₇は、上記ボール３０の外径Ｄの１／
２未満としている（０．１５Ｄ≦Ｒ₃₇＜Ｄ／２）。

【００２５】この様に、上記内周面側、外周面側各ボー
ルスプライン溝２８ａ、２９ａの溝底部３６ａを構成す
る溝底部円弧面３７の断面の曲率半径Ｒ₃₇を、上記ボー
ル３０の外径Ｄの０．１５倍以上としている為、上記溝
底部３６ａに応力が集中しにくくなる。この為、上記ボ
ール３０から上記内周面側、外周面側各ボールスプライ
ン溝２８ａ、２９ａの内面のうち、上記各側面部円弧面
３５ａ、３５ａに加えられる押し付け力に基づき、上記
溝底部３６ａに加わる引っ張り応力に拘らず、この溝底
部３６ａに亀裂等の損傷が発生しにくくなる。

【００２６】更に、上記溝底部３６ａは、熱処理後に表
面の熱処理異常層を除去している。即ち、上記入力側デ
ィスク２の内周面及び後半部１５ｂの外周面は、耐摩耗
性向上等を目的として焼き入れ硬化の為の熱処理を施し
ている。この様な熱処理に伴って、上記溝底部３６ａを
含む上記入力側ディスク２の内周面及び後半部１５ｂの
外周面の表面部分に熱処理異常層が生じる。この様な熱
処理異常層が、トロイダル型無段変速機の運転時に大き
な力が加わる上記溝底部３６ａに存在すると、この溝底
部３６ａに、上記亀裂等の損傷が発生し易くなる。これ
に対して、上記熱処理異常層を除去している為、この損
傷の発生防止を図れる。

【００２７】次の表１に、上記溝底部円弧面３７の断面
の曲率半径Ｒ₃₇の大きさと上記熱処理異常層の存在の有
無とが、ボールスプライン部分の耐久性に及ぼす影響を
知る為に行なった耐久性試験の結果を示している。この
耐久性試験に使用したボールスプラインを構成するボー
ルの外径は５．５mmとした。従って、ボールの外径の１
５％は０．８２５mmに相当する。上記曲率半径Ｒ₃₇並び
に上記熱処理異常層の存在の有無以外の条件は総て同じ
とした。

【００２８】

【表１】

【００２９】この耐久試験の結果を表した表１から明ら
かな通り、上記溝底部円弧面３７の断面の曲率半径Ｒ₃₇
をボール３０の外径Ｄの１５％以上とすると共に、上記
溝底部３６ａの熱処理異常層を除去する事により、ボー
ルスプライン１６ａ部分の耐久性向上を図れる。

【００３０】更に、上記ボールスプライン１６ａを構成
する内周面側ボールスプライン溝２８ａの円周方向両端
開口縁部には内周面側面取り３１、３１を、同じく外周
面側ボールスプライン溝２９ａの円周方向両端開口縁部
には外周面側面取り３２ａ、３２ａを、それぞれ形成し
ている。特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合
には、上記各外周面側面取り３２ａ、３２ａを上記各内
周面側面取り３１、３１よりも小さくしている。

【００３１】この様に、上記各外周面側面取り３２ａ、
３２ａを上記各内周面側面取り３１、３１よりも小さく
した分、上記外周面側ボールスプライン溝２９ａの有効
研削面の断面の周方向に亙る長さＬ_29a を確保できる。
即ち、前述した従来構造の場合には、図６に示した様
に、外周面側ボールスプライン溝２９の有効研削面の断
面の周方向に亙る長さＬ₂₉が内周面側ボールスプライン
溝２８の有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ₂₈より
も小さい（Ｌ₂₉＜Ｌ₂₈）のに対して、本発明の場合に
は、外周面側、内周面側両ボールスプライン溝２９ａ、
２８ａの有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ_29a 、
Ｌ_28a を互いに等しく（Ｌ_29a ＝Ｌ_28a ）できる。

【００３２】上述の様に、外周面側ボールスプライン溝
２９ａの有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ_29a を
確保できる結果、この外周面側ボールスプライン溝２９
ａとボール３０との接触角αを確保すべく、このボール
３０の転動面を、この外周面側ボールスプライン溝２９
ａを構成する側面円弧部３５ａの開口寄り部分に当接さ
せ、更にこの側面円弧部３５ａと上記ボール３０の転動
面との当接部の接触楕円の大きさを確保しても、この接
触楕円が上記外周面側面取り３２ａに達する事はなくな
る。即ち、この接触楕円が外周面側面取り３２ａに達す
る事で、上記転動面にエッヂロードが加わる事を、確実
に防止できる。この結果、上記接触角並びに接触楕円の
大きさを確保して、上記外周面側ボールスプライン溝２
９ａの内面を構成する上記側面円弧部３５ａと上記ボー
ル３０の転動面との転がり疲れ寿命の確保を図れる。
又、内周面側ボールスプライン溝２８ａの内面を構成す
る上記側面円弧部３５ａと上記ボール３０の転動面との
転がり疲れ寿命の確保も、外周面側ボールスプライン溝
２９ａの場合と同様に図れる。

【００３３】尚、上記外周面側ボールスプライン溝２９
ａの溝底部３６ａには、分岐給油通路３４の下流端を開
口させているが、この開口部の内径Ｄ₃₄は、上記溝底部
３６ａを構成する溝底部円弧面３７の断面の曲率半径Ｒ
₃₇と同程度（Ｄ₃₄≒Ｒ₃₇）としている。又、上記内周面
側、外周面側両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａを形
成する方法は特に問わないが、例えばブローチ加工等の
Ｌ加工（切削加工）や鍛造加工等の塑性加工により凡そ
の形状を形成してから熱処理を施した後、Ｇ加工（研削
加工）又はＬ３加工（切削加工）を施す事が考えられ
る。Ｇ加工を行なうには、上記溝底部３６ａを含め、上
記内周面側、外周面側両ボールスプライン溝２８ａ、２
９ａの断面形状に合致する形状を有する総型砥石を用い
る。又、ＨＴ（熱処理）後にハードブローチを引き抜く
事により、上記内周面側、外周面側両ボールスプライン
溝２８ａ、２９ａを仕上げる事も可能である。この様な
ハードブローチの使用により、これら内周面側、外周面
側両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの加工コストを
より低廉化できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、伝達トルクの確保と耐久性の向上との両立
を図って、高性能でしかも優れた耐久性を有するトロイ
ダル型無段変速機の実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図６と同様
の図。

【図２】トロイダル型無段変速機の基本構造を、最大減
速時の状態で示す側面図。

【図３】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図４】従来から知られたトロイダル型無段変速機の１
例を示す断面図。

【図５】図４の拡大Ａ−Ａ断面図。

【図６】図５のＢ部拡大図。

【図７】ボールスプライン溝断面形状を誇張して示す、
図６と同様の断面図。

【符号の説明】

１入力軸２入力側ディスク２ａ入力側凹面３出力軸４出力側ディスク４ａ出力側凹面５トラニオン６変位軸７パワーローラ７ａ周面８加圧装置９カム板１０保持器１１ローラ１２、１３カム面１４ハウジング１５入力軸１５ａ前半部１５ｂ後半部１６、１６ａボールスプライン１７凹部１８ローディングナット１９係止段部２０皿板ばね２１隔壁２２通孔２３転がり軸受２４スリーブ２５出力歯車２６出力軸２７歯車２８、２８ａ内周面側ボールスプライン溝２９、２９ａ外周面側ボールスプライン溝３０ボール３１内周面側面取り３２、３２ａ外周面側面取り３３給油通路３４分岐給油通路３５、３５ａ側面部円弧面３６、３６ａ溝底部３７溝底部円弧面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤波誠神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれの軸方向片面を断面が円弧形の
凹面とし、この凹面同士を互いに対向させた状態で互い
に同心に、且つ互いに独立して回転自在に支持した少な
くとも１対のディスクと、これら両ディスクの回転中心
に対し捩れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラ
ニオンと、周面を回転円弧面状の凸面とし、このトラニ
オンに支持された変位軸に回転自在に支持されて、上記
両ディスクの凹面同士の間に挟持されたパワーローラと
を備え、上記１対のディスクのうちの一方のディスク
を、回転軸の外周面にボールスプラインを介して、この
回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持しているトロイダ
ル型無段変速機に於いて、上記ボールスプラインを構成
する為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面
側ボールスプライン溝及び上記回転軸の外周面に形成し
た外周面側ボールスプライン溝は、それぞれ円周方向両
内側面を、上記ボールスプラインを構成するボールの転
動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する側面部円
弧面とし、溝底部を上記ボールの転動面の曲率半径より
も小さな曲率半径を有する溝底部円弧面としたゴシック
アーチ状の断面形状を有し、この溝底部円弧面の曲率半
径を、上記ボールの外径の０．１５倍以上としており、
且つ、この溝底部は熱処理後に表面の熱処理異常層を除
去している事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】それぞれの軸方向片面を断面が円弧形の
凹面とし、この凹面同士を互いに対向させた状態で互い
に同心に、且つ互いに独立して回転自在に支持した少な
くとも１対のディスクと、これら両ディスクの回転中心
に対し捩れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラ
ニオンと、周面を回転円弧面状の凸面とし、このトラニ
オンに支持された変位軸に回転自在に支持されて、上記
両ディスクの凹面同士の間に挟持されたパワーローラと
を備え、上記１対のディスクのうちの一方のディスク
を、回転軸の外周面にボールスプラインを介して、この
回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持しているトロイダ
ル型無段変速機に於いて、上記ボールスプラインを構成
する為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面
側ボールスプライン溝の円周方向両端開口縁部に内周面
側面取りを、上記回転軸の外周面に形成した外周面側ボ
ールスプライン溝の円周方向両端開口縁部に外周面側面
取りを、それぞれ形成しており、外周面側面取りを内周
面側面取りよりも小さくしている事を特徴とするトロイ
ダル型無段変速機。